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《补习 专题十五--机械振动和机械波(2019高考物理一轮复习)ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2.简谐运动的周期性做简谐运动的物体,其位移x、回复力F、加速度a、速度v都随时间t按“正弦”或“余弦”规律变化,它们的周期均相同.其位移随时间变化的表达式为x=Asin(ωt+φ)或x=Acos(ωt+φ).3.简谐运动的两种模型物理专题十五：机械振动和机械波模型比较项目弹簧振子单摆模型示意图特点(1)忽略摩擦力,弹簧的弹力提供回复力(2)弹簧的质量可以忽略(3)弹性限度内(1)细线的质量、球的直径均可忽略(2)摆角θ很小(3)重力的切向分力提供回复力公式平衡位置F回=0,a=0,弹簧处于原长F回=0,a切=0,小球摆动的最低点(此时F向心≠0,a=a向心≠0)能量转化弹性势能⇔动能
2、重力势能⇔动能4.简谐运动的图象(1)从平衡位置开始计时,函数表达式为x=Asinωt,图象如图甲所示.(2)从最大位移处开始计时,函数表达式为x=Acosωt,图象如图乙所示.图甲图乙物理专题十五：机械振动和机械波注意：简谐运动的图象表示的是振子的位移随时间变化的规律,而振子的实际轨迹并不是正弦(或余弦)曲线.5.受迫振动和共振现象(1)简谐运动、阻尼振动、受迫振动和共振现象的比较简谐运动是一种理想化的模型,物体在运动过程中的一切阻力都不考虑;阻尼振动却需要考虑阻力的影响,是更实际的一种运动;而受迫振动则是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动.它们对比列表如下.物理专题十五：
3、机械振动和机械波振动类型比较项目简谐运动阻尼振动受迫振动共振产生条件不受阻力作用受阻力作用受阻力和驱动力作用驱动力频率等于固有频率频率固有频率固有频率驱动力频率驱动力频率续表物理专题十五：机械振动和机械波振动类型比较项目简谐运动阻尼振动受迫振动共振振幅不变减小大小变化不确定最大振动图象形状不确定振动能量振动物体的机械能不变振动物体的机械能不断减小由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆做小角度摆动敲锣打鼓发出的声音越来越弱机器运转时底座发生的振动共振筛、共鸣箱等(2)共振曲线①如图所示的共振曲线表示受迫振动的振幅A(纵坐标)随驱动力频率f(横坐标)的变化而变化
4、.驱动力的频率f跟振动系统的固有频率f0相差越小,振幅越大;驱动力的频率f等于振动系统的固有频率f0时,振幅最大.②做受迫振动的系统机械能不守恒,系统与外界时刻进行能量交换.物理专题十五：机械振动和机械波物理专题十五：机械振动和机械波振动图象波动图象研究对象单个振动质点连续介质中的大量质点图象物理意义描述一个振动质点的位移随时间变化的规律,能直观表示一个振动质点在一段时间内的运动情况描述某时刻所有质点相对平衡位置的位移,能直观表示一列波在某时刻的波形两相邻峰值间的距离一个周期T一个波长λ图象随时间的变化图象将沿着横坐标轴的方向延伸,但原有的图象不发生变化图象将沿波的传播方向平移图象显示
5、的主要物理量①振幅A;②周期T;③由下一时刻的位移变化情况判断质点的运动方向;④由图象的切线斜率可知波的速度大小及方向的变化情况;⑤由位移的变化情况可知波的加速度大小及方向的变化情况①振幅A;②波长λ;③可根据波的传播方向确定各质点的运动方向,也可根据某质点的运动方向确定波的传播方向;④由位移情况可确定介质中各质点在某一时刻的加速度大小及方向物理专题十五：机械振动和机械波物理专题十五：机械振动和机械波物理专题十五：机械振动和机械波方法1简谐运动的判定方法方法解读：1.回复力判定式法做简谐运动的回复力跟振动物体的位移成正比,但方向相反,即F=-kx.利用F=-kx判断振动是否是简谐运动的
6、步骤:(1)以平衡位置为原点,沿运动方向建立直角坐标系.(2)在振动过程中任选一位置(平衡位置除外),对振动物体进行受力分析.(3)将力沿振动方向分解,求出振动方向上的合力.(4)判定振动方向上的合力与位移是否符合F=-kx关系即可.方法1简谐运动的判定方法2.振动图象法简谐运动的位移随时间变化是一条正弦或余弦函数图象,注意t=0时振子所处的位置.以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线为坐标轴,规定正方向,用振动图象中该振子所在的位置坐标来表示振动位移.如图所示,在t1时刻振子的位移为x1,在t2时刻振子的位移为x2,在t4时刻振子的位移为-x4.方法1简谐运动的判定方法题型1简谐运动
7、的证明考法示例1如图所示,一立方体木块漂浮在平静的水面上.已知立方体的边长为a,质量为m,平衡时其浸在水中的深度为h,水的密度为ρ.现将其稍稍压下,使其浸在水中的深度为b(b>h),由静止释放后木块将在水面上下振动.试证明在不计阻力的情况下木块的振动是简谐运动.物理专题十五：机械振动和机械波数学第四章：三角函数物理专题十五：机械振动和机械波题型2简谐运动图象判定考法示例2[2016北京高考,15,6分]如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动.
